管道修复人的圈子

0 引言

美、英、日等国对使用几十年甚至一百年以上的排水、给水管道进行修复的技术起步较早。最初采用的是原位固化修复技术，随着材料和电子技术的发展，PE管内衬修复技术被推广使用，逐渐形成了专业化的管道内衬修复公司。20世纪90年代初该施工技术被引入我国，经过在石油系统开发研究，逐步成熟并形成完整的技术体系，在国内迅速发展。目前涉及给水、排水、化工、热力和天然气等管道修复工程，取得了良好的经济效益和社会效益。

1 修复背景和目的

西张水源地二期 DN900 输水管线 ，修建于 1973 年，材 质为水泥承插口管道，经过几十年运行，管材陈旧落后 ，部分接口 漏水 ，存在极大供水安全隐患并且漏损严重 。由于敷设年代久 远，埋设深度和地形地貌也发生了很大的变化 ，原先铺设在农田 和荒地的管线，几经变迁 ，现在已被农田 、道路 、厂区所覆盖 ，若采 取开挖施工方式更换新管 ，需重新办理规划手续 、重新设计耗时 较长 ，并且征地 、拆迁量大 ，且受施工场地所限，部分位置须断路 施工，影响交通 ，开挖难度大 ，费用较高 。

为加快城市供水管网改造步伐，保障城市供水安全 ，降低城 市供水管网漏损率 ，节约城市水资源 ，尽量缩短施工时间和减少 停水次数。根据管网运行和现场踏勘情况，经过技术经济分析比 较，技术部门商定首次采用非开挖 HDPE 管折叠内衬法修复技术 对该输水管线进行修复改造 ，修复管线全长 22 000 m ，管径为900 ，工程计划分两期完成，首期为 6 600 m0

2 主要原理

HDPE管折叠内衬法采用牵拉的方法 ，通过变形设备将 HDPE 管压成“ U” 型并用纤维胶带绑扎 ，通过牵引机将 HDPE 管 穿入被修复管道中，然后通过加压将其打开并恢复到原来的管径，使 HDPE 管涨到被修复管道的内壁上，与旧管道壁紧贴 ，形成 防腐性能与被修复管道的机械性能相结合的一种复合结构材料 。

3 材料和主要机械设备

3. 1 材料

本工程选用 PElOO 的高密度聚乙烯（ HDPE ） 管道 ，屈服强度 大于 22 MPa ，弯曲模量 900 MPa0

3. 2 主要机械设备

1） 变形机（ 折叠机或缩径机） ，靠牵引机带动 ，由多级滚轮将 HDPE 管压制成 U 型进行缩径的主要设备 。2 ） 热熔焊机 ，将每根 12 长的HDPE 管，热熔焊接成连续长度的 HDPE 管，每个焊口都 要经过探伤实验 。3 ） 刨刀盘 ，HDPE管焊接前利用刨刀将管口进行修正对齐的设备。4)液压台车，焊接管道时利用液压装置对管道进行固定和挤压以达到焊接压力的设备。5)牵引机装置，用于牵引HDPE管的动力设备，由电机、钢丝绳、启动调速和制动开关及绞盘组成。6)工作机器人，通过摄像头检查旧管内部情况，HDPE管修复情况和传递牵引钢丝绳的设备。7） 法兰盘压边模 具，通过加热设备加热 HDPE 管管端 ，利用模具将 HDPE 管做翻 边处理与法兰制成复合法兰 ，从而实现管道与管道 、管道与阀门 的连接。

4 施工工艺及要求

1） 按批准的施工组织设计、施工方案和安全应急预案 ，进行 施工前准备。2 ） 定位放线。3 ）开挖工作坑并根据土质和现场情 况进行支护 。4） 断管排水，利用工作机器人摄像头对管道内部进 行查看，清除旧管道中大于 5% D 的硬垢（ D 为管径）。 5 ） 拖入口 工作坑位置对要焊接的HDPE 管进行布管 、对口 ，将要焊接的管口进行修口切削，保证焊口平整 ，防止焊接不匀。6 ） 将焊口用清 洁液进行清洁处理 ，保证焊口无灰尘和油渍等杂质后进行焊接作 业 ，调节液压泵达到 7 kg 8 kg 的焊接压力 ，热熔焊机温度保持在 200 ℃ 士 5 ℃，稳压 30 s 左右，待焊口出现3 mm 5 mm 均匀的翻 边后，保持压力冷却 30 min 40 min ，泄压后完成焊接 。7 ） 出口工作坑处固定牵引机 ，地锚要进行安全计算 ，将牵引机固定牢固 ，利 用工作机器人将牵引钢丝绳传递至入口处 。8 ）己焊接好的 HDPE 管端部做成弹头状 ，将牵引端钢丝绳与其牢固连接 。9 ）牵引机通 过钢丝绳牵引 HDPE 管穿过缩径机，将 HDPE 管压成 U 型进行缩径处理 ，缩径量控制在 30% 35'7毛，严禁出现死角或皱折现象 。10） 将缩径后的 HDPE 管用纤维胶带绑扎固定，要求绑扎间距合 理，保证在牵引过程中 U 型管不会因绑扎力不够而崩开 。11）慢 慢将 HDPE 管拖入要修复的管道中 ，牵引力不得大于 HDPE 管屈服强度的 50% ，注意 HDPE 管不被坑壁 、旧管端口划伤。12） 牵引 到位后 ，两端超出管口 80 mm 以上，将 HDPE 管两端封堵 ，气泵慢慢泵入气压并持续一定时间 ，使 HDPE 管完全涨开至原状。 13） 利用工作机器人影像传递检查 HDPE管涨开’情况，保证其全部 涨开到位 ，与修复管壁贴紧 。14） 修复管端安装钢制管套 ，利用模具对 HDPE 管端做翻边处理与钢法兰制作成复合法兰 ，同间门或管道 进行连接，进行翻边时控制好加热温度 ，时间过长容易造成 HDPE 管碳化发脆，影响质量。15） 打压 、冲洗消毒后完成修复工作 。

5 HDPE 管内衬修复技术特点分析

1 ) HDPE 管材质耐腐蚀性强 ，与钢管比较不易生锈 ，使用寿命长。2 ） 该技术与开挖施工相比较具有士方量少 ，不破坏道路和建 筑物 、拆迁量小 ，不影响交通 ，工程造价较低的优点。3 ） 修复距离长，一次可实现千米。